基于常规的水热脱水(HT)和碱性消解/酸浸洗脱灰方法(DD法),本文提出了一种适用于高灰褐煤同时脱氧脱灰的水热/碱性消解/酸浸洗分步提质的新方法(HT-D法),并详细研究了其提质的效果与机理,主要研究内容及结果如下:采用HT、DD和HT-D法三种方法分别对云南玉溪高灰褐煤进行了提质处理,通过工业和元素分析、高位发热量和酸性官能团分析等考察了三种方法在不同条件下的提质效果。结果表明,三种方法均有明显的脱氧和脱除酸性官能团效果,但只有HT-D法具有较好的脱灰效果。当水热和消解温度均为330℃时,经HT-D法处理,褐煤的O/C原子比从原煤的0.30降至0.09,总酸量从3.98mmol/g降至1.01mmol/g,灰分从24.1%降至3.5%(干燥基),而高位发热量由17.4MJ/kg提高至29.7 MJ/kg,并回收75～80%的能量。脱灰机理研究表明,玉溪褐煤主要由石英和黏土等矿物组成,褐煤富含的酸性官能团可抑制Ca(OH)2与矿物质的反应,导致DD法的脱灰率较低,而HT-D法,由于水热处理过程脱除了煤中大部分酸性官能团,从而有利于Ca(OH)2与矿物质的反应,使褐煤中的黏土和石英等被充分消解,形成可溶于酸的硅铝酸盐产物并通过酸洗脱除。测定了褐煤中12种微量元素及其通过三种方法处理后各微量元素的含量。结果表明,HT能有效脱除As,可能因为大部分As可溶于弱酸性水解液;DD能脱除部分或大部分Be、V、Mn、Sr、Cd和Pb,归因于这些微量元素主要或部分以硫化物、碳酸盐或羧基盐形式存在;相比于DD处理,HT-D能更大程度脱除微量元素,对Ga和Li的脱除效果尤为明显,这是由于这些元素主要以硅铝酸盐形式存在。